JPH03170009A - 接触子保護装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、被測定゛物（加工途中で測定される被加工物
を含む。以下、同様）に接触されて被測定物の寸法等を
測定する際に用いられる接触子を保護する接触子保護装
置に関し、大型ハイトゲージ（二次元測定機）、三次元
測定機、その他の測定機、あるいは、マシニングセンタ
、自動旋盤、その他の自動工作機械等に用いられる接触
子に利用できる。

〔背景技術〕

被測定物の寸法、形状等を測定する装置として、種々の
多次元測定機（二次元、三次元測定機）が広範に利用さ
れており、この種の多次元測定機の中には、例えば、接
触子を被測定物の任意の点に複数箇所当接させることで
、その寸法、形状等を正確に測定する多次元測定機があ
る。

ところで、前記多次元測定機は、通常、その測定精度を
向上させるために温度、湿度等が略一定に保持された測
定室に配置されて被測定物の測定を行っている。しかし
、最近では、製品精度を向上させるために、生産工場に
この多次元測定機を設置することが行われている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、工場では１つの製品を生産するために複数の
生産工程があり、その工程毎に前記多次元測定機で被測
定物を測定する必要がある。

この場合、被測定物に、例えば、穴あけ加工が施されて
いると、前記被測定物にパリ、切削屑等が残ってしまう
。そして、この被測定物を前記多次元測定機で測定する
際に、そのパリ、切削屑等が接触子に付着すると、その
パリ、切削屑等の寸法分だけ加味された数値となり、測
定誤差を惹起する。この結果、正確な被測定物の寸法、
形状等を測定することが困難となって測定精度が低下す
るという欠点が露呈する。

また、このような多次元測定機に、複数の接触子を保持
し、順次交換して使用するようにした接触子保持装置等
を装着した場合には、空気中に浮遊する切削屑、塵埃等
が使用しない接触子に付着する虞があるので、これらの
付着によっても測定精度が低下するという問題が生ずる
。

本発明の目的は、不使用時に塵埃等の付着がなく、かつ
、使用によって切削屑等が付着しても、この切削屑等を
除去できて測定精度を低下させることのない接触子保護
装置を提供するにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、被測定物に当接される接触子を保持する接触
子保持装置と、この接触子保持装置を収納するカバー装
置と、前記接触子保持装置及び前記カバー装置の何れか
一方に装着されかつ前記接触子に圧縮流体を噴射する洗
浄装置と、前記接触子保持装置及び前記カバー装置の何
れか他方に装着されかつ前記接触子周囲の流体を吸引す
るバキューム装置とを備えることを特徴とする。

〔作用〕

このような本発明の接触子保護装置において、接触子を
洗浄する場合には、先ず、カバー装置を開状態とした後
、被測定物を測定した接触子を接触子保持装置に支持さ
れる未使用の接触子に交換する。次いで、カバー装置を
必要に応じて閉状態にしてから、前記カバー装置内で使
用された接触子に圧縮流体を噴射するとともに、バキュ
ーム装置によってこの圧縮流体を吸い込む。これにより
、接触子に付着したパリ、切削屑等が略完全に除去され
る。

一方、測定に使用されずに接触子保持装置に保持されて
いる接触子は、カバー装置を閉状態にしておくことで、
切削屑、塵埃から保護されることとなる。

〔実施例〕

次に、本発明に係る接触子保護装置について好適な実施
例を挙げ、添付の図面を参照しながら詳細に説明する。

第１図において、参照符号ｌＯは、本実施例に係る接触
子保護装置（後述する）を有する三次元測定機を示す。

前記三次元測定機ｌＯは、床上に設置されるとともに、
三分割されてそれぞれが一体的に保持されるベースＩＩ
Ａ，ＩＩＢ，ＩＩｃを含む。

前記ベースＩＩＡ上には支持台ｌ２が固設され、この支
持台ｌ２上にはＸ軸スライダｌ３が矢印Ｘ方向へ変位自
在に設けられており、このＸ軸スライダｌ３の一側面に
は、２軸スライダｌ４が矢印２方向へ移動自在に装着さ
れる。

前記２軸スライダｌ４の一方の端面にはＹ軸スライダｌ
５が矢印Ｙ方向へ変位自在に設けられ、このＹ軸スライ
ダｌ５の先端には検出器２０が装着される。この検出器
２０は、柱体状の保持部材２ｌと、この保持部材２ｌに
取着され自在継手となる球体２２と、この球体２２に突
設されるとともに矢印Ｒ及びＳ方向若しくはそれらの合
成方向へ変位自在に設けられる柱体状の回転部材２３と
を含んで構成されている。この回転部材２３には、第２
図に示すように、根元部をテーパ面２４Ａとされるとと
もに、先端部を頭部を有するプルスタッド２４Ｂとされ
たロッド２４が突設されている。

そして、前記回転部材２３に対して、ロッド２４を利用
して接触子３０が着脱自在に取着されている。

前記接触子３０は、前記ロッド２４のテーパ面２４Ａに
嵌合する孔部３１Ａを一端に有する円柱状の支持体３１
と、この支持体３ｌ内に矢印Ａ方向に摺動自在に支持さ
れるとともに、前記ロッド２４のプルスタッド２４Ｂを
着脱可能な先割れしたコレットチャック部３２Ａを一端
に有し、かつ、他端に大径のテーパカム部３２Ｂを有す
るチャック部材３２と、このチャック部材３２のコレッ
トチャック部３２Ａの外周に嵌合され、自然状態では先
端を矢印Ｐ方向に拡張状態にされるコレットチャック部
３２Ａを縮径させてコレットチャック部３２Ａで前記プ
ルスタツド２４Ｂの頭部を把持させる縮径リング３３と
、前記チャック部材３２のテーパカム部３２Ｂと支持体
３１との間に介装され、チャック部材３２をコレットチ
ャック部３２Ａが常時縮径リング３３に嵌合するように
矢印Ａ＋方向に押圧する圧縮コイルばね３４と、前記支
持体３１に形或された軸直交方向の段付孔３ｌＢに矢印
Ｂ方向に摺動自在に嵌合されるとともに、前記チャック
部材３２のテーパカム部３２Ｂに当接されるテーパカム
部３５Ａを有し、このカム部３２Ｂ，３５Ａ同志の当接
により前記圧縮コイルばね３４の押圧力によって突出方
向である矢印Ｂ１方向に付勢される作動力ム３５と、こ
の作動力ム３５の突出方向への移動を規制するリング状
のストッパ３６と、前記支持体３Ｉに着脱可能に螺合さ
れるとともに、先端に球体３８を有するスタイラス３７
とを含んで構成されている。

一方、前記ベースｌｌＣ上には基台ｌ７が固設されてお
り、この基台ｌ７上には直方体状の被測定物Ｗと、本実
施例に係る接触子保護装置４０とが載置される。

前記接触子保護装置４０は、第３図に示すように、カバ
ー装置５０と、このカバー装置５０に収納される接触子
保持装置６０と、前記カバー装置５０と接触子保持装置
６０とに設けられる洗浄装置７０及びバキューム装置８
０とで構或されている。

以下、接触子保護装置４０を構成するそれぞれの装置の
詳細について説明する。

先ず、前記カバー装置５０は、上面に三角部５ＩＡを有
する折曲板５ｌを含み、この折曲板５１の両端には、上
部が略台形状でかつ下部が底抜きとされた勝手違い形状
の匡体５２，５３が図示しないヒンジ部材を介して矢印
Ｓ方向へ開閉自在に取付けられている。

前記匡体５２，５３の開口側周囲には、それぞれ閉止手
段としての２つのフエライトマグネット５４が取着され
ており、匡体５２と５３とをそれぞれ閉方向に変位させ
ると、このフエライトマグネット５４の磁力によりカバ
ー装置５０がしっかりと結合されるように構成される。

次に、前記カバー装置５０内に収納される接触子保持装
置６０は、基台ｌ７上に載置される底板６１を備え、こ
の底板６ｌ上には、ブロック状の接触子支持部材６２と
、平面略Ｌ字状の先端保持板６３とがそれぞれ配設され
、これらは上下の２本のロッド６４によって固定され、
かつ、前記折曲板５ｌと連結されている。

前記接触子支持部材６２には、各種の接触子の形状にそ
れぞれ対応した凹部６２Ａ，６２Ｂ，・・・６２Ｈが画
成されている。前記それぞれの凹部６２Ａ乃至６２Ｈに
は、矢印Ｂ方向に変位自在な凸部６５（１個のみ図示）
が設けられており、この凸部６５が前記支持体３ｌに固
定されたストツパ３６の中心孔部を介して前記作動力ム
３５に当接し、作動力ム３５を前記圧縮コイルばね３４
の付勢力に抗して矢印Ｂ，方向に押圧するように構或さ
れている。この際、各凸部６５は図示しないモータ及び
歯車機構、あるいはエアーシリンダ等の駆動手段により
、前述の矢印Ｂ方向に駆動されるようになっている。

また、前記先端保持板６３には、前記各凹部６２Ａ乃至
６２Ｈに対向してステ−６６Ａ乃至６６Ｈが螺合して突
設されており、これらのステ−６６Ａ乃至６６Ｈに前記
スタイラス３７を当接させることによ゛り、その重量を
保持するようになっている。

前記先端保持板６３と右方の匡体５３内とには、接触子
３０の球体３８に圧縮流体、例えば、エアーを噴射する
洗浄装置７０と、主にこのエアーを吸引するバキューム
装置８０とが設けられている。

洗浄装置７０は、図示しない圧縮空気供給源から供給さ
れるエアーを噴射する噴出ノズル７１Ａ，７１Ｂ，・・
・，７１Ｈが前記先端保持板６３に沿って所定位置、す
なわち、前記各凹部６２Ａ乃至６２Ｈに保持される各接
触子３０の各球体３８に対向される位置に設けられて構
成されている。

また、バキューム装置８０は、エアー、塵埃等を吸い込
む吸引ノズル８１Ａ，８１Ｂ，・・・，８１Ｈが匡体５
３の長手方向の所定位置、すなわち、前記各噴出ノズル
７１Ａ乃至７１Ｈに各球体３８を挟んで対向される位置
に配設されて構成されている。この場合、前記噴出ノズ
ル７１Ａ乃至７ｌＨのノズル径より吸引ノズル８１Ａ乃
至８１Ｈのノズル径の方が、塵埃等の吸入をするため径
大に構成されている。

なお、前記凹部６２Ａ乃至６２Ｈには、必要に応じて各
種形状のスタイラス３７及び球体３８等を有する接触子
３０が保持されるが、本実施例では図面及び説明の錯綜
を避けるため、回転部材２３に取付けられている接触子
３０以外に、３つの前記凹部６２Ｂ，６２Ｃ並びに６２
Ｄに、接触子３０と形状の異なった接触子３０Ｂ，３０
Ｃ並びに３０Ｄが収納されているものとする。そして、
これらの接触子３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄのスタイラス３
７及び３８には、それぞれの符号にＢ，Ｃ，Ｄを付して
各々を区別する。

本実施例に係る接触子保護装置４０を有する三次元測定
機１０は、基本的には、以上のように構成されるもので
あり、次に、その作用について説明する。

先ず、接触子３０で被測定物Ｗを測定する際には、球体
３８を図示しない原点球に当接させて測定の基準点を設
定した後、被測定物Ｗの任意の点に前記球体３８を当接
または摺動させて、この接触子３０で測定可能な被測定
物Ｗの寸法、形状等を測定する。

次に、前記被測定物Ｗの残りの寸法、形状等を測定する
ために別の接触子、例えば、接触子３０Ｂに交換する場
合には、先ず、検出器２０の球体２２を動かして接触子
３０を、第１図中、Ｙ軸スライダｌ５と同一直線状にな
るまで矢印Ｒ１方向に変位させる（第３図の状態）。こ
の後、指等で匡体５２と５３とを把持して開方向、すな
わち、匡体５２を矢印ＳＬ、匡体５３を矢印Ｓ！方向へ
それぞれ略９０度変位させる。

次いで、接触子３０を矢印Ｘ１方向に移動させて、接触
子支持部材６２の凹部６２Ａに係合させる。この保合時
に、凸部６５が図示しない駆動手段によって矢印Ｂ！方
向に突出される。すると、前記凸部６５の先端が接触子
３０のストッパ３６の中心孔内に入る。これにより、ま
ず凸部６５と接触子３０とがロックされる。更に、凸部
６５が突出されると、凸部６５により接触子３０の作動
力ム３５が同じく矢印Ｂ，方向に移動される。この作動
力ム３５の移動により、テーバカム部３５Ａ及びテーバ
カム部３２Ｂを介してチャック部材３２が圧縮コイルば
ね３４の押圧力に抗して矢印Ａ！方向に移動される。こ
れにより、チャック部材３２のコレットチャック部３２
Ａは縮径リング３３から外れ、コレットチャック部３２
Ａが矢印Ｐ方向に拡径することとなる。従って、ロツド
２４のプルスタッド部２４Ｂが嵌合しているチヤ・ソク
部材３２のコレットチャック部３２Ａの内径が大きくな
るので、回転部材２３を接触子３０から離間させること
ができる。

その後、回転部材２３を接触子３０Ｂの近傍に位置させ
てからロッド２４を接触子３０Ｂの図示しないコレット
チャック部に嵌合させた後、凹部６２Ｂの凸部（図示せ
ず）を矢印Ｂ＋方向に没入させる。これにより、前記凸
部と接触子３０Ｂとのロックが解除されるとともに、コ
レットチャック部の径が小さくなり、ロッド２４のプル
スタツド２４Ｂを締結するので接触子３０Ｂと回転部材
２３とは、しっかりと結合されることになる。

次いで、前記接触子３０Ｂを矢印Ｘ２方向に変位させた
後、指等で一方の匡体５２を矢印Ｓ２、他方の匡体５３
を矢印ＳＬ方向へそれぞれ移動させると、４つのフエラ
イトマグネット５４の磁力によりカバー装置５０は、し
っかりと閉状態（第１図の状態）にされる。

そして、この新たに回転部材２３に装着した接触子３０
Ｂを被測定物Ｗの任意の点に当接または摺動させて、残
りの寸法、形状等を測定することにより、前記被測定物
Ｗの全ての寸法、形状等が測定される。

この間、カバー装置５０内では、被測定物Ｗを測定した
ことによって、パリ、切削屑等が球体３８に付着した接
触子３０の洗浄作業が、次のようにして行われている。

すなわち、図示しない圧力供給源から洗浄装置７０の噴
出ノズル７１Ａにエアーを供給して、この噴出ノズル７
１Ａからエアーを噴射させると、前記球体３８に付着し
たパリ、切削屑等が球体３８から離間する。一方、予め
図示しない真空ポンプ（減圧ポンプ）等の作動により吸
引作用下にあるバキューム装置８０の吸引ノズル８１Ａ
内に、前記球体３８から離間したパリ、切削屑等が吸い
込まれる。これにより、接触子３０の球体３８を洗浄す
ることができる。

前述のような本実施例によれば、次のような効果がある
。

すなわち、接触子保持装置４０を収納できるようカバー
装置５０を設けたので、工場内において空気中に浮遊す
る塵埃等が未使用の接触子３０Ｂ〜３０Ｄに付着するこ
とを未然に阻止できる。

また、前記接触子保持装置４０とカバー装置５０とに洗
浄装置７０とバキューム装置８０とを装着しているので
、測定中、球体３８に付着した被測定物Ｗのパリ、切削
屑等をエアーの噴射と、そのエアーの吸引とにより略完
全に洗浄することができる。

このように洗浄された接触子３０．３０Ｂ〜３０Ｄを使
用すれば、従来のようにパリ、切削屑等の付着分が加味
されなくなるので、測定誤差をほとんど無くすことが可
能となる。この結果、マイクロメータオーダの精密測定
ができるので、当該三次元測定機ＩＯ・の測定精度を飛
躍的に向上させることが可能となる効果を奏する。

また、若し、匡体５２，５３の開閉時に空気中に浮遊す
る塵埃等がカバー装置５０内に浸入した場合でも、本実
施例においては、バキューム装置８０の吸引ノズル８ｌ
乃至８１Ｈを作動させることにより、その塵埃等はほと
んど除去することができるので、より一層、精密測定を
可能とする効果が得られる。

更に、基台１７上に設けられた接触子保持装置４０の接
触子支持部材６２に、駆動可能な凸部６５を設ける一方
、接触子３０にチャック部材３２及び作動力ム３５を設
けているので、接触子３ｏを手動で交換することなく、
すべて自動で交換でき、その交換作業時間を短縮するこ
とが可能となる。

また、接触子３０の使用中に球体３８に付着したパリ等
は、カバー装置５０の各匡体５２，５３を開放し、エア
ー噴出状態にした噴出ノズル７１Ａに対向させることに
より、容易に除去することも可能である。

以上、本発明について好適な実施例を挙げて説明したが
、本発明はこの実施例に限定されるものではなく、本発
明の要旨を逸脱しない範囲において種々の改良並びに設
計の変更が可能なことは、勿論である。

例えば、カバー装置５０にモータ、アクチュエー夕等を
設けて匡体５２，５３を自動的に回動させることもでき
る。

また、前記実施例では洗浄装置７０の噴出ノズル７１Ａ
乃至７１Ｈとバキューム装置８０の吸引ノズル８１Ａ乃
至８１Ｈを１つの接触子３０，３０Ｂ〜３０Ｄに対して
それぞれ１個づつ設けたが、この他に、それぞれのノズ
ルを２個以上設けることも可能であり、それらのノズル
形状を折曲させることもできる。更に、各ノズルを上下
方向に連続したスリット状とする等、他の形状とするこ
ともできる。

更に、前記実施例では、噴出ノズル７１Ａ乃至７１Ｈを
保持板６３に設け、吸引ノズル８１Ａ乃至８１Ｈを匡体
５３に配設したが、この他に、保持板６３側に吸引ノズ
ル、匡体５３側に噴出ノズルを設けることもできる。更
には、保持板６３と匡体５３の両方に噴出ノズルと吸引
ノズルとを配設することも可能である。

また、前記実施例においては、回転体２３側にロッド２
４を設け、一方、接触子３０側にチャック部材３２を設
け、このチャック部材３２を接触子支持部材６２の凸部
６５で作動するようにしたが、これとは逆に接触子３０
側にロッドを設け、一方、回転部材２３側にチャック部
材及びこのチャック部材の駆動手段を設けてもよい。こ
の際、接触子支持部材６２には、接触子３０の脱落を防
止する把持手段を設ける。このようにすれば、数が多い
接触子３０内にチャック部材３２を設けるという不都合
を解消できるという利点がある。

更に、接触子支持部材６２に設けられる凸部６５は、直
線方向に進退する構造に限らず、回転方向に移動するも
のでもよく、更には、作動力ム３５をなくして凸部６５
の先端で直接チャック部材３２のテーパカム部３２Ｂを
駆動するようにしてもよい。

また、前述のような接触子３０をチャック部材等によっ
て自動的に着脱する手段は、必ずしも設ける必要はなく
、接触子保持装置６０は、少なくとも複数の接触子３０
を保持できれば足りる。

〔発明の効果〕

以上のような本発明によれば、接触子保護装置は、接触
子に圧縮流体を噴射する洗浄装置と、流体を吸引するバ
キューム装置と、前記接触子を保持する接触子保持装置
と、この接触子保持装置を外部から隔離するカバー装置
とを含んで構成されるので、空気中に浮遊する塵埃等か
ら接触子を保護することができるとともに、測定中に前
記接触子に付着したパリ、切削屑等を略完全に洗浄する
ことができる。

この結果、測定誤差をほとんど無くすことができて、被
測定物の寸法、形状等を正確に測定できるので、マイク
ロメータオーダの精密測定を可能とし、当該多次元測定
機等の測定精度を飛躍的に向上させることが可能となる
という効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本実施例に係る接触子保護装置を含む三次元測
定機の斜視説明図、第２図は本実施例に用いられる接触
子の内部構造を示す断面図、第３図は第１図における接
触子保護装置の匡体開放状態を示す拡大斜視図である。 １０・・・三次元測定機、３０．３０Ｂ〜３０Ｄ・・・
接触子、３７・・・スタイラス、４０・・・接触子保護
装置、５０・・・カバー装置、６０・・・接触子保持装
置、６２・・・接触子支持部材、７０・・・洗浄装置、
７１Ａ〜７１Ｈ・・・噴出ノズル、８０・・・バキュー
ム装置、８１Ａ〜８１Ｈ・・・吸引ノズル、Ｗ・・・被
測定物。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）被測定物に当接される接触子を保持する接触子保
   持装置と、この接触子保持装置を収納するカバー装置と
   、前記接触子保持装置及び前記カバー装置の何れか一方
   に装着されかつ前記接触子に圧縮流体を噴射する洗浄装
   置と、前記接触子保持装置及び前記カバー装置の何れか
   他方に装着されかつ前記接触子周囲の流体を吸引するバ
   キューム装置とを備えることを特徴とする接触子保護装
   置。